第3章鋼的熱處理

1、第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理一、概述一、概述二、鋼在加熱時的組織二、鋼在加熱時的組織三、鋼在冷卻時的組織三、鋼在冷卻時的組織四、鋼的退火與正火四、鋼的退火與正火五、鋼的淬火五、鋼的淬火六、鋼的回火六、鋼的回火七、鋼的表面熱處理七、鋼的表面熱處理八、熱處理工藝的應(yīng)用八、熱處理工藝的應(yīng)用第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理的概念熱處理的概念 將固態(tài)金屬采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫將固態(tài)金屬采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻以獲得所需組織與性能的工藝。和冷卻以獲得所需組織與性能的工藝。熱處理的目的熱處理的目的 （1 1）提高鋼的力學性能；）提高鋼的力學性能； （2 2）改善鋼的工藝性能

2、。）改善鋼的工藝性能。熱處理的理論依據(jù)：鐵碳合金相圖熱處理的理論依據(jù)：鐵碳合金相圖視頻視頻一、概述一、概述第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理熱處理分類分類普通熱處理：退火、正火、淬火、回火普通熱處理：退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面熱處理表面淬火表面淬火化學熱處理化學熱處理感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱火焰加熱火焰加熱電接觸加熱電接觸加熱激光加熱激光加熱滲碳滲碳滲氮滲氮碳氮共滲碳氮共滲滲金屬等滲金屬等第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線熱處理的基本過程都是由加熱、保溫和冷卻三個熱處理的基本過程都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的，其工藝過程用溫度階段組成的，其工藝過程

3、用溫度- -時間坐標系中的時間坐標系中的曲線圖表示，曲線圖表示，這種曲線稱為熱處理工藝曲線。這種曲線稱為熱處理工藝曲線。熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線溫溫度度時間時間0加熱加熱保保 溫溫冷卻冷卻第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理二、鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變二、鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變1.1.加熱、冷卻的臨界點加熱、冷卻的臨界點鋼在加熱和冷卻時的相變點鋼在加熱和冷卻時的相變點第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理時將鋼加熱到一定溫度，使其組織全部或熱處理時將鋼加熱到一定溫度，使其組織全部或部分轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程稱為奧氏體化。部分轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程稱為奧氏體化。下面以共析鋼為例說明鋼的奧氏體化過程。下

4、面以共析鋼為例說明鋼的奧氏體化過程。2.2.奧氏體的形成過程奧氏體的形成過程共析鋼奧氏體的形成過程示意圖共析鋼奧氏體的形成過程示意圖鋼的奧氏體化鋼的奧氏體化第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理3.3.奧氏體晶粒的長大及其控制奧氏體晶粒的長大及其控制晶粒度是晶粒大小的尺度。一般認為，晶粒度是晶粒大小的尺度。一般認為，1-41-4級級為粗晶粒度，為粗晶粒度，5-85-8級為細晶粒度，級為細晶粒度，8 8級以上為超級以上為超細晶粒度。細晶粒度。奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度起始晶粒度起始晶粒度實際晶粒度實際晶粒度本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理為避免加熱時奧氏體晶粒的粗化，必須制訂

5、合理的為避免加熱時奧氏體晶粒的粗化，必須制訂合理的熱處理工藝規(guī)范，嚴格控制加熱溫度、保溫時間、加熱處理工藝規(guī)范，嚴格控制加熱溫度、保溫時間、加熱速度和原始組織。熱速度和原始組織。奧氏體晶粒均勻細小奧氏體晶粒均勻細小, ,熱處理后鋼的力學性能提高。熱處理后鋼的力學性能提高。粗大的奧氏體晶粒在淬火時容易引起工件產(chǎn)生較大粗大的奧氏體晶粒在淬火時容易引起工件產(chǎn)生較大的變形甚至開裂。的變形甚至開裂。奧氏體晶粒大小對鋼的力學性能的影響奧氏體晶粒大小對鋼的力學性能的影響奧氏體晶粒大小的控制奧氏體晶粒大小的控制第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理三、鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變?nèi)撛诶鋮s時的組織轉(zhuǎn)變過冷奧氏體：高溫

6、時所形成的奧氏體冷卻到過冷奧氏體：高溫時所形成的奧氏體冷卻到A A1 1點以點以下尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變而處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體下尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變而處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體 。冷卻方式冷卻方式第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理1.1.共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立 第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理2.2.共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物珠光體型轉(zhuǎn)變珠光體型轉(zhuǎn)變FeFe、C C的擴散性相變的擴散性相變（727727550550）珠光珠光體體P P索氏體索氏體S托氏體托氏體T T，又稱屈氏體，又稱屈氏體Fe、C的擴散性的擴散性相變相變第第3 3章章

7、鋼的熱處理鋼的熱處理貝氏體型轉(zhuǎn)變貝氏體型轉(zhuǎn)變半擴散相變半擴散相變( 550( 550230 )230 )550550350350形成上貝氏體，組織為過飽和片狀形成上貝氏體，組織為過飽和片狀F F滲碳體，呈羽毛狀，性脆無實用價值滲碳體，呈羽毛狀，性脆無實用價值 。350350230230形成下貝氏體，組織為過飽和針狀形成下貝氏體，組織為過飽和針狀F F彌散碳化物，呈黑色針狀，綜合性能好。彌散碳化物，呈黑色針狀，綜合性能好。上上貝貝氏氏體體B B上上下下貝貝氏氏體體B B下下第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變非擴散相變（非擴散相變（MsMs點以下）點以下）馬氏體馬氏體M M就

8、是碳在就是碳在-Fe-Fe中的過飽和固溶體，其組織中的過飽和固溶體，其組織形態(tài)有兩種：形態(tài)有兩種：板條狀板條狀M M ：含：含C C低，硬度、強度較高，低，硬度、強度較高，且塑性、韌性也較好；且塑性、韌性也較好；針片狀針片狀M M ：含：含C C高，硬而脆。高，硬而脆。l鋼中含碳量越高，淬火組織中針片狀鋼中含碳量越高，淬火組織中針片狀M M就越多，板條就越多，板條狀狀M M就越少。就越少。板板條條狀狀針針片片狀狀第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理3.3.亞共析鋼和過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線亞共析鋼和過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線亞共析鋼亞共析鋼過共析鋼過共析鋼第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理4.4.

9、奧奧氏氏體體等等溫溫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變曲曲線線的的應(yīng)應(yīng)用用 用等溫轉(zhuǎn)變曲線用等溫轉(zhuǎn)變曲線作為依據(jù)來分析作為依據(jù)來分析連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程，估計連續(xù)冷程，估計連續(xù)冷卻時轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。卻時轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。V Vk k臨界冷卻速度：臨界冷卻速度：轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和少量殘余奧氏體少量殘余奧氏體的最小冷卻速度，的最小冷卻速度，其大小與其大小與C C曲線位曲線位置有關(guān)。置有關(guān)。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理影響影響C C曲線的主要因素是曲線的主要因素是奧氏體的成分奧氏體的成分和和奧氏體化條件奧氏體化條件。含碳量的影響含碳量的影響 共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C C曲線最曲線最

10、靠右。由共析鋼成分開始，含碳量增加或減少都使靠右。由共析鋼成分開始，含碳量增加或減少都使C C曲線曲線左移。左移。合金元素的影響合金元素的影響 除除CoCo外，凡溶入奧氏體的合金元素都外，凡溶入奧氏體的合金元素都使使C C曲線右移。曲線右移。奧氏體化條件的影響奧氏體化條件的影響 奧氏體化溫度提高和保溫時間延奧氏體化溫度提高和保溫時間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C C曲線右移。曲線右移。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理將鋼加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一定時間，然后緩慢冷將鋼

11、加熱到適當?shù)臏囟龋匾欢〞r間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為退火。卻的熱處理工藝稱為退火。四、鋼的退火與正火四、鋼的退火與正火概念概念1.1.退火退火熱處理加熱熱處理加熱和冷卻設(shè)備和冷卻設(shè)備第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。形加工。細化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或細化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或為以后的熱處理做準備。為以后的熱處理做準備。消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。目的目的根據(jù)鋼的成分和退火目的不同，可分為完全退火、球根據(jù)

12、鋼的成分和退火目的不同，可分為完全退火、球化退火、再結(jié)晶退火、低溫退火和擴散退火等?；嘶稹⒃俳Y(jié)晶退火、低溫退火和擴散退火等。方法方法第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：主要用于亞共析成分的碳鋼及應(yīng)用：主要用于亞共析成分的碳鋼及合金鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等，有合金鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等，有時也用于焊接結(jié)構(gòu)件。時也用于焊接結(jié)構(gòu)件。目的：細化晶粒、均勻組織、降低硬目的：細化晶粒、均勻組織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力。度、消除內(nèi)應(yīng)力。組織：鐵素體組織：鐵素體+ +珠珠光體光體加熱溫度：加熱溫度：AcAc3 3以上以上30305050完完全全退退火火完全退火完全退火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的

13、熱處理應(yīng)用：主要用于共析碳鋼、過共析碳鋼應(yīng)用：主要用于共析碳鋼、過共析碳鋼和合金工具鋼。和合金工具鋼。目的：消除應(yīng)力，使鋼的滲碳體球狀化，目的：消除應(yīng)力，使鋼的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削加工性，并為以后以降低硬度，改善切削加工性，并為以后的熱處理工序作好組織準備。的熱處理工序作好組織準備。組織：球化珠光體（球粒狀滲碳體組織：球化珠光體（球粒狀滲碳體+ +鐵素體）。鐵素體）。加熱溫度：加熱溫度：AcAc1 1以上以上20203030球球化化退退火火球化退火球化退火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼和大型應(yīng)用：奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼和大型碳鋼件常采用等溫退火。

14、碳鋼件常采用等溫退火。目的：目的：與完全退火相同，但所用時間比完全與完全退火相同，但所用時間比完全退火縮短約退火縮短約1/31/3，并能得到均勻的組織和性能。，并能得到均勻的組織和性能。工藝方法：將鋼加熱到工藝方法：將鋼加熱到AcAc3 3以上以上30305050或或AcAc1 1以上以上20203030，保溫一段時間，保溫一段時間, ,使鋼使鋼奧氏體化奧氏體化, ,然后迅速移入溫度在然后迅速移入溫度在A A1 1以下不多以下不多的另一爐內(nèi)，等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)的另一爐內(nèi)，等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w為止，然后出爐空冷。變?yōu)橹楣怏w為止，然后出爐空冷。等等溫溫退退火火第第3 3章章 鋼

15、的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于經(jīng)冷塑性加工，如冷軋、主要用于經(jīng)冷塑性加工，如冷軋、冷沖、冷拔而發(fā)生加工硬化的鋼件。冷沖、冷拔而發(fā)生加工硬化的鋼件。目的：目的：消除加工硬化，恢復塑性。消除加工硬化，恢復塑性。 加熱溫度：加熱溫度：再結(jié)晶溫度以上再結(jié)晶溫度以上（一般為（一般為650650700700再再結(jié)結(jié)晶晶退退火火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理目的：消除由于塑性變形、焊接、切目的：消除由于塑性變形、焊接、切削加工、鑄造等形成的殘余應(yīng)力。削加工、鑄造等形成的殘余應(yīng)力。加熱溫度：加熱溫度：AcAc1 1以下某一溫度（一般為以下某一溫度（一般為500500650650）去去應(yīng)應(yīng)力力退退

16、火火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：主要用于質(zhì)量要求高的合金鋼鑄應(yīng)用：主要用于質(zhì)量要求高的合金鋼鑄錠和鑄件。錠和鑄件。均勻化退火后，鋼件晶粒粗大，均勻化退火后，鋼件晶粒粗大，應(yīng)進行完全退火或正火。應(yīng)進行完全退火或正火。目的：消除鋼中化學成分偏析和組織不目的：消除鋼中化學成分偏析和組織不均勻的現(xiàn)象。均勻的現(xiàn)象。工藝方法：工藝方法：將工件加熱到高溫將工件加熱到高溫（1050105011501150），），并長時間保溫，然后緩慢冷卻并長時間保溫，然后緩慢冷卻的退火工藝。的退火工藝。均均勻勻化化退退火火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：作為應(yīng)用：作為對力學性能要求不高零件的最終熱處理

17、；對力學性能要求不高零件的最終熱處理；改善低碳鋼的可切削性；作為中碳鋼的預(yù)備熱處理改善低碳鋼的可切削性；作為中碳鋼的預(yù)備熱處理 。 目的：細化晶粒，消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，目的：細化晶粒，消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，提高硬度，改善切削加工性能。提高硬度，改善切削加工性能。概念：將鋼加熱到概念：將鋼加熱到AcAc3 3或或AcAccmcm以上以上30305050，保溫，保溫一定時間后，在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝方法。一定時間后，在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝方法。2.2.正火正火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理正火與退火的區(qū)別？正火與退火的區(qū)別？第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理3.3

18、.正火與退火的選用正火與退火的選用從切削加從切削加工性考慮工性考慮從使用性能上考從使用性能上考慮慮從經(jīng)濟從經(jīng)濟性上考慮性上考慮第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理五、鋼的淬火五、鋼的淬火將鋼加熱到將鋼加熱到AcAc3 3或或AcAc1 1以上以上30305050 ，保溫一定時間，保溫一定時間，然后以適當速度冷卻而獲得馬氏體或貝氏體組織的熱然后以適當速度冷卻而獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝方法稱為淬火。處理工藝方法稱為淬火。概概 念念為了獲得馬氏體或貝氏體組織，再經(jīng)回火，使鋼得為了獲得馬氏體或貝氏體組織，再經(jīng)回火，使鋼得到所需要的組織、性能。到所需要的組織、性能。目目 的的第第3 3章章 鋼

19、的熱處理鋼的熱處理亞共析鋼：一般為亞共析鋼：一般為AcAc3 3以上以上303050 50 共析鋼、過共析鋼：一般為共析鋼、過共析鋼：一般為AcAc1 1以上以上303050501 1、淬火工藝、淬火工藝加熱溫度加熱溫度第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理淬火的加熱時間包括加熱升溫和保溫兩部分。淬火的加熱時間包括加熱升溫和保溫兩部分。加熱加熱時間長短與加熱介質(zhì)、加熱速度、鋼的種類、工件形時間長短與加熱介質(zhì)、加熱速度、鋼的種類、工件形狀和尺寸、裝爐方式及裝爐量有關(guān)。狀和尺寸、裝爐方式及裝爐量有關(guān)。加熱時間加熱時間鋼淬火后要得到馬氏體組織的首要條件是：淬火的鋼淬火后要得到馬氏體組織的首要條件是：淬

20、火的冷卻速度必須大于臨界冷卻速度冷卻速度必須大于臨界冷卻速度k k。常用的淬火冷卻介質(zhì)有油、水、鹽水、堿水等，其常用的淬火冷卻介質(zhì)有油、水、鹽水、堿水等，其冷卻能力依次增強。冷卻能力依次增強。冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)圖圖第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理冷處理冷處理等溫淬火法等溫淬火法分級淬火法分級淬火法雙液淬火法雙液淬火法單液淬火法單液淬火法2 2淬淬火火方方法法淬火方法示意圖淬火方法示意圖淬火方法淬火方法第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理3.3.鋼的淬透性與淬硬性鋼的淬透性與淬硬性 鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。 主要受鋼中的碳含量和合金元

21、素的影響。鋼材淬透主要受鋼中的碳含量和合金元素的影響。鋼材淬透性好與差，常用淬硬深度來表示。淬硬深度越大，淬性好與差，常用淬硬深度來表示。淬硬深度越大，淬透性越好。透性越好。淬硬深度是從淬硬的工件表面到規(guī)定硬度淬硬深度是從淬硬的工件表面到規(guī)定硬度值（一般為值（一般為550HV550HV）處的垂直距離。）處的垂直距離。鋼的淬透性鋼的淬透性第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理 鋼的淬硬性是指鋼試樣在規(guī)定條件下淬火硬化所能鋼的淬硬性是指鋼試樣在規(guī)定條件下淬火硬化所能達到的最高硬度的能力。其含義是鋼試樣在規(guī)定條件達到的最高硬度的能力。其含義是鋼試樣在規(guī)定條件下淬火時馬氏體組織所能達到的硬度。下淬火時馬

22、氏體組織所能達到的硬度。 鋼的淬硬性主要取決于鋼中含碳量。鋼中含碳量越鋼的淬硬性主要取決于鋼中含碳量。鋼中含碳量越高，淬硬性越好。高，淬硬性越好。鋼的淬硬性鋼的淬硬性第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理淬火變形和開裂淬火變形和開裂硬度不足與軟點硬度不足與軟點由于淬火工藝不當，由于淬火工藝不當， 常會產(chǎn)生下列缺陷常會產(chǎn)生下列缺陷4.4.常見的淬火缺陷及預(yù)防常見的淬火缺陷及預(yù)防第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理淬火后及時回火。淬火后及時回火。采用正確的浸入淬火介質(zhì)的方式。采用正確的浸入淬火介質(zhì)的方式。采用合理的熱處理工藝。采用合理的熱處理工藝。合理地鍛造與預(yù)先熱處理。合理地鍛造與預(yù)先熱處理。合理

23、選擇鋼材與正確設(shè)計零件結(jié)構(gòu)。合理選擇鋼材與正確設(shè)計零件結(jié)構(gòu)。為了控制與減小變形，防止開裂，為了控制與減小變形，防止開裂，可采用如下措施：可采用如下措施：第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理2.2.淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變3.3.回回火火的的種種類類及及應(yīng)應(yīng)用用1.1.回回火火的的概概念念及及其其目目的的六、鋼的回火六、鋼的回火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理將淬火后獲得馬氏體組織的鋼重新加將淬火后獲得馬氏體組織的鋼重新加熱到熱到ACAC1 1以下的某一溫度，經(jīng)保溫后緩以下的某一溫度，經(jīng)保溫后緩慢冷卻到室溫的慢冷卻到室溫的熱處理工藝。是緊接熱處理工藝。是緊接淬火之后的熱處理工序。淬火

24、之后的熱處理工序。概念概念1.1.回火的概念及其目的回火的概念及其目的第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理消除或減少工件中的內(nèi)應(yīng)力，消除或減少工件中的內(nèi)應(yīng)力， 降低脆性，防止變形和開裂降低脆性，防止變形和開裂調(diào)整工件組織，使工件獲得調(diào)整工件組織，使工件獲得所需性能所需性能穩(wěn)定工件的組織和尺寸，穩(wěn)定工件的組織和尺寸，保證精度保證精度目的目的第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理2.2.淬火鋼的淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變回火轉(zhuǎn)變滲碳體的聚集長大滲碳體的聚集長大和鐵素體的再結(jié)晶和鐵素體的再結(jié)晶滲碳體滲碳體的形成的形成殘余奧氏殘余奧氏體的分解體的分解馬氏體馬氏體的分解的分解第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理3

25、3、回火轉(zhuǎn)變的組織與性能回火轉(zhuǎn)變的組織與性能回火馬氏體：粒狀極細碳化物回火馬氏體：粒狀極細碳化物FeFe2.42.4C C + +針葉狀低過飽針葉狀低過飽和和固溶體。固溶體。高的硬度和耐磨性，而塑性、韌性較差。高的硬度和耐磨性，而塑性、韌性較差?；鼗鹜惺象w：鐵素體和細粒狀滲碳體的機械混合物?；鼗鹜惺象w：鐵素體和細粒狀滲碳體的機械混合物。具有高的屈服極限和彈性。具有高的屈服極限和彈性?；鼗鹚魇象w：鐵素體和較粗大粒狀滲碳體的機械混合回火索氏體：鐵素體和較粗大粒狀滲碳體的機械混合物。物。具有良好的綜合力學性能。具有良好的綜合力學性能。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理高溫回火高溫回火中溫回火中溫回

26、火低溫回火低溫回火4.4.回火的種類回火的種類及應(yīng)用及應(yīng)用第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理目的：保持淬火鋼的高硬度（一般為目的：保持淬火鋼的高硬度（一般為565665HRC65HRC）和高耐磨性，減少淬火內(nèi)應(yīng)力、）和高耐磨性，減少淬火內(nèi)應(yīng)力、降低鋼的脆性，提高鋼的塑性、韌性。降低鋼的脆性，提高鋼的塑性、韌性。應(yīng)用：各種高碳鋼工具、模具、滾動軸應(yīng)用：各種高碳鋼工具、模具、滾動軸承以及滲碳件承以及滲碳件低溫回火低溫回火組織：回火馬氏體組織：回火馬氏體溫度：溫度：150150250250第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：各種彈性元件及熱鍛模等。應(yīng)用：各種彈性元件及熱鍛模等。目的：獲得高的

27、彈性極限和屈服強度、高的屈目的：獲得高的彈性極限和屈服強度、高的屈強比（強比（ssbb），），適當?shù)乃苄?、韌性和硬度適當?shù)乃苄?、韌性和硬度（404050HRC50HRC）。組織：回火托氏體組織：回火托氏體溫度：溫度：350350500500中溫回火中溫回火第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理應(yīng)用：重要的受力結(jié)構(gòu)件，特別是在交變載荷應(yīng)用：重要的受力結(jié)構(gòu)件，特別是在交變載荷下工作的連桿、連桿螺栓、齒輪、軸類零件等。下工作的連桿、連桿螺栓、齒輪、軸類零件等。目的：獲得強度、塑性、韌性都較好的綜合力目的：獲得強度、塑性、韌性都較好的綜合力學性能，硬度一般為學性能，硬度一般為202040HRC40HRC

28、。組織：回火索氏體組織：回火索氏體溫度溫度:500:500650650高溫回火高溫回火回火種類及應(yīng)用回火種類及應(yīng)用第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理調(diào)質(zhì)處理：淬火高溫回火調(diào)質(zhì)處理：淬火高溫回火區(qū)別：區(qū)別：組織和性能不同。組織和性能不同。調(diào)質(zhì)與正火的區(qū)別及選用：調(diào)質(zhì)與正火的區(qū)別及選用：熱處理熱處理工藝工藝b b/MPa/MPa() )k k(J/cm)(J/cm)HBSHBS組織組織正正 火火7007008008001212202050508080163163220220索氏體索氏體調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì)750750850850202025258080120120210210250250回火索氏體回火索氏

29、體4545鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和正火后的力學性能比較鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和正火后的力學性能比較第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理對于要求綜合性能高的重要結(jié)構(gòu)零件，應(yīng)采用對于要求綜合性能高的重要結(jié)構(gòu)零件，應(yīng)采用調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理。在滿足使用要求的前提下，盡量采用正火處理在滿足使用要求的前提下，盡量采用正火處理u調(diào)質(zhì)與正火的選用調(diào)質(zhì)與正火的選用第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理習題：習題： 有一批有一批4545鋼工件的硬度為鋼工件的硬度為55HRC55HRC，現(xiàn)要求把它們的，現(xiàn)要求把它們的硬度降低到硬度降低到200HBS200HBS（20HRC20HRC），問有哪幾種方法？），問有哪幾種方法？答題要點：答題要點： 正

30、火、退火、高溫回火正火、退火、高溫回火 第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理七、鋼的表面熱處理七、鋼的表面熱處理1.1.鋼的表面淬火鋼的表面淬火概念：僅對工件表層進行淬火的工藝。概念：僅對工件表層進行淬火的工藝。目的：目的：使工件表層具有高硬度、耐磨性，而心部仍使工件表層具有高硬度、耐磨性，而心部仍保持原來的組織和性能，保持原來的組織和性能，具有足夠的強度和韌性。具有足夠的強度和韌性。分類：感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火和激分類：感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火和激光加熱表面淬火。光加熱表面淬火。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火原理原理: :利用感應(yīng)電

31、流通過工件所產(chǎn)生的集膚效應(yīng)，利用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的集膚效應(yīng)，使工件表面迅速加熱并快速冷卻的淬火工藝。使工件表面迅速加熱并快速冷卻的淬火工藝。特點：加熱速度快，淬火質(zhì)量好，工件變形小，不特點：加熱速度快，淬火質(zhì)量好，工件變形小，不易氧化及脫碳，淬火層容易控制；易實現(xiàn)機械化和自易氧化及脫碳，淬火層容易控制；易實現(xiàn)機械化和自動化動化，生產(chǎn)率高；設(shè)備投資大，生產(chǎn)率高；設(shè)備投資大，維修調(diào)整較難維修調(diào)整較難；不適；不適于復雜形狀零件和單件、小批量生產(chǎn)。于復雜形狀零件和單件、小批量生產(chǎn)。感應(yīng)加熱原理、分類及應(yīng)用感應(yīng)加熱原理、分類及應(yīng)用齒輪高頻淬火過程齒輪高頻淬火過程第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理

32、火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火原理原理: :應(yīng)用氧乙炔（或應(yīng)用氧乙炔（或其它可燃氣體）火焰，對其它可燃氣體）火焰，對零件表面加熱，然后快速零件表面加熱，然后快速冷卻的淬火。冷卻的淬火。特點：特點：設(shè)備簡單設(shè)備簡單, , 成本低，操作靈活方便；成本低，操作靈活方便；但生產(chǎn)但生產(chǎn)效率低，淬火質(zhì)量較難控制。效率低，淬火質(zhì)量較難控制。適于單件、小批量及大適于單件、小批量及大型零件的生產(chǎn)。型零件的生產(chǎn)?；鹧姹砻娲慊鸹鹧姹砻娲慊鸬诘? 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理激光加熱表面淬火激光加熱表面淬火原理原理: :用激光掃描工件表面，用紅外線將工件表面用激光掃描工件表面，用紅外線將工件表面迅速加熱到鋼的臨界點

33、以上，隨著激光束的離開，迅速加熱到鋼的臨界點以上，隨著激光束的離開，工件表面的熱量迅速向周圍散開，可自行冷卻淬火。工件表面的熱量迅速向周圍散開，可自行冷卻淬火。應(yīng)用應(yīng)用: :適用于其它表面淬火難于做到的復雜形狀的適用于其它表面淬火難于做到的復雜形狀的工件，如拐角、盲孔、深孔等。工件，如拐角、盲孔、深孔等。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理2.2.鋼的化學熱處理鋼的化學熱處理概念：概念：將工件放在特定介質(zhì)中加熱和保溫，使一種將工件放在特定介質(zhì)中加熱和保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層成份、組織和或幾種元素滲入工件表面，以改變表層成份、組織和性能的熱處理工藝。性能的熱處理工藝。目的：

34、目的：使工件表面與心部具有不同的機械性能或特使工件表面與心部具有不同的機械性能或特殊的物理、化學性能。殊的物理、化學性能。分類：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲金屬。分類：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲金屬?；瘜W熱處理過程化學熱處理過程第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理鋼的滲碳鋼的滲碳目的：為了使低碳的鋼件表面獲得高碳濃度，在經(jīng)目的：為了使低碳的鋼件表面獲得高碳濃度，在經(jīng)淬火和回火處理后，提高鋼件的表面硬度、耐磨性及淬火和回火處理后，提高鋼件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度，而心部仍保持足夠的韌性和塑性。疲勞強度，而心部仍保持足夠的韌性和塑性。應(yīng)用：主要用于同時受磨損和較大沖擊載荷的零件，應(yīng)用：主

35、要用于同時受磨損和較大沖擊載荷的零件，如齒輪、活塞銷、凸輪、軸類等。如齒輪、活塞銷、凸輪、軸類等。滲碳方法：氣體滲碳、固體滲碳、液體滲碳。滲碳方法：氣體滲碳、固體滲碳、液體滲碳。滲碳操作過程滲碳操作過程第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理零件滲碳劑試棒蓋泥封滲碳箱氣體滲碳法氣體滲碳法固體滲碳法固體滲碳法氣體滲碳爐構(gòu)造氣體滲碳爐構(gòu)造第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理鋼的滲氮鋼的滲氮應(yīng)用：生產(chǎn)周期長，應(yīng)用：生產(chǎn)周期長，一般要用合金鋼，成本高，滲一般要用合金鋼，成本高，滲氮層薄而脆，不宜承受集中重載荷，主要用于耐磨性氮層薄而脆，不宜承受集中重載荷，主要用于耐磨性和精度要求高的精密零件、承受交變載荷

36、的重要零件和精度要求高的精密零件、承受交變載荷的重要零件及較高溫度下工作的耐磨零件。及較高溫度下工作的耐磨零件。目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性和目的：提高工件的表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強度。疲勞強度。分類：氣體滲氮、離子滲氮。分類：氣體滲氮、離子滲氮。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理碳氮共滲碳氮共滲把碳和氮同時滲入零件表層的把碳和氮同時滲入零件表層的過程稱為氰化過程稱為氰化 。根據(jù)處理溫度的不同分為高溫、根據(jù)處理溫度的不同分為高溫、中溫和低溫氰化。中溫和低溫氰化。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理八、熱處理工藝的應(yīng)用八、熱處理工藝的應(yīng)用1. 1. 熱處理技術(shù)條件的標注

37、熱處理技術(shù)條件的標注 設(shè)計者根據(jù)零件的性能要求，提出熱處理技術(shù)條件，設(shè)計者根據(jù)零件的性能要求，提出熱處理技術(shù)條件，并標注在零件圖上。其內(nèi)容包括最終熱處理方法及熱并標注在零件圖上。其內(nèi)容包括最終熱處理方法及熱處理后應(yīng)達到的力學性能，供熱處理生產(chǎn)及檢驗時用。處理后應(yīng)達到的力學性能，供熱處理生產(chǎn)及檢驗時用。一般零件只標出硬度值，標定的硬度值允許有一定的一般零件只標出硬度值，標定的硬度值允許有一定的波動范圍，如波動范圍，如“調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)230230250HBS250HBS”。第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理2.2.熱處理工藝位置熱處理工藝位置 預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理 作用：消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，均勻組織，作用：消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，均勻組織，改善切削加工性，為最終熱處理作好組織準備。改善切削加工性，為最終熱處理作好組織準備。退火、正火的工序位置退火、正火的工序位置工藝路線一般為：工藝路線一般為：毛坯生產(chǎn)毛坯生產(chǎn)退火（或正火）退火（或正火）切削加工切削加工第第3 3章章 鋼的熱處理鋼的熱處理目的：提高零件的綜合力學性能，或為淬火作組織目的：